DESENVOLVIMENTO DE UM
SEQUESTRANTE DE GÁS SULFÍDRICO
PARA APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA DE
PETRÓLEO
Mestrando:
Orientadores:
Luiz Ferreira da Silva Filho
Prof . Eduardo Lins de Barros Neto
Prof. Afonso Avelino Dantas Neto
Motivação
 A pouca aplicação da remoção do gás sulfídrico
em meio reacional inorgânico
 A necessidade da eliminação deste gás na
indústria de petróleo, pois o mesmo além de
causar sérios danos à saúde, levando
inclusive à morte, também danifica as
tubulações e equipamentos.
Objetivos
Desenvolver um sequestrante que remova o gás
sulfídrico do gás natural, a um custo menor
que os existentes no mercado atual e com maior
eficiência, ou seja, não formando compostos
secundários que interfiram no uso dos
tanques, tubulações e etc.
Gás Sulfídrico
O gás sulfídrico apresenta as seguintes características:
É incolor
Altamente tóxico
Mais pesado que o ar e forma com este uma mistura
explosiva
Possui cheiro de ovo podre em baixas concentrações, e
inibe o olfato em altas concentrações
Queima facilmente formando o dióxido de enxofre (SO2)
Durante a corrosão forma uma camada de sulfeto ferroso
(FeS), fenômeno este que danifica superfícies internas de
tanques, torres, vasos e tubulações.
É solúvel em água.
Gás Sulfídrico
O sulfeto de hidrogênio pode ser encontrado no mar
e nas emissões vulcânicas, em processos de
produção e refino de petróleo, sistemas de esgoto,
indústria de papel, águas subterrâneas, numa
variedade de processos industriais, em locais onde
haja estagnação de água com quantidades variadas
de matéria orgânica/nutrientes e em ambientes
contaminados com bactérias.
Gás Sulfídrico
A decomposição térmica de moléculas de
sulfetos e dissulfetos orgânicos de alto peso
molecular inseridas nas rochas matrizes
podem gerar H2S conforme mostram as
reações a seguir:
•H3C -{[CH2]n}- S- H3C → CXHY + H2S•H3C-{[CH2]n}- S-S-H3C → CXHY +H2S-
Gás Sulfídrico
A água do mar, que apresenta diversos
grupos de bactérias (entre elas as bactérias
redutoras de sulfato - BRS) e nutrientes,
quando mantida em condições de
estagnação por longo tempo, poderá
também desenvolver processo de geração
de H2S a teores perceptíveis ao olfato
humano, conforme mostra a reação a
seguir:
2 CH2O + SO42- → H2S + 2 HCO3 –
Métodos de Remoção de H2S
Existem vários métodos que podem ser utilizados
para remover componentes ácidos, tais como H2S
e CO2, e outras impurezas do fluxo de
hidrocarbonetos. A variedade dos métodos
disponíveis pode ser classificada como aqueles
dependentes de reação química, absorção, adsorção
ou permeabilidade.
Métodos de Remoção de H2S
Os processos de remoção de H2S conhecidos comercialmente
estão baseados nas seguintes tecnologias:
•Absorção e regeneração com diversos tipos de aminas;
•Absorção sem regeneração com soluções alcalinas;
•Oxidação com agentes oxidantes como oxigênio, cloro,
hipoclorito, ozônio, peróxido de hidrogênio;
•Oxidação seletiva direta para enxofre, com catalisadores a base
de vanádio e outros metais, exemplo: Stretford, Sulferox e Lo-cat;
•Absorção e regeneração em óxidos de ferro, manganês, etc;
•Solventes físicos, por exemplo: Selexol, Purisol, Solvente de
Flúor e Rectisol;
•Soluções de carbonato de potássio, por exemplo, Hot Pot,
Catacarb, Benfield e Giammarco-Vetrocoke;
•Adsorção, por exemplo: peneiras moleculares.
•Membranas, por exemplo: AVIR, Separex, Cyrano (Dow), Grace
lnternational Permeation, e Monsanto (SPILLMAN, 1989).
Metodologia Experimental
A composição da fase gasosa será determinada
por cromatografia. Os ensaios e as análises
de cromatografia gasosa serão realizados
no Laboratório de Análises Gasosas do
Centro de Tecnologia do Gás (CT-Gás),
localizados em Natal/RN.
Metodologia Experimental
Reações:
 H2O2 + H2S → S + 2H2O
 KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2S → 5S + 8H2O
+ K2SO4 + 2MnSO4
Metodologia Experimental
1 – Cilindro de gás padrão;
2 – válvula reguladora de
pressão;
3 – medidor de vazão;
4 – válvula de controle;
5 – entrada do gás no reator;
6 – reator ;
7 – saída do gás na reator;
8 – frasco lavador de gás;
9 – válvula de três vias
(divisão de fluxo);
10 – purga;
11 – cromatógrafo GC 3800
Varian;
12 – computador.
Metodologia Experimental
Cromatógrafo GC 3800 Varian.
Resultados e Discussão
Plano de trabalho:
-
Selecionar os meios reacionais: Inorgânico ou Orgânico
- Selecionar os tensoativos: Estudo de solubilidade O/A e A/O;
Diagramas de fases e Estabilidade à temperatura, e
concentrações de seqüestrantes e H2S.
-
Montagem do sistema de tratamento e avaliação do processo.
Resultados e Discussão
Na segunda quinzena de agosto, do ano corrente,
começaremos o trabalho em meio reacional inorgânico, com as
seguintes reações:
•H2O2 + H2S → S + 2H2O
•KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2S → 5S + 8H2O + K2SO4 +2MnSO4
Onde será avaliada qual dos reagentes acima, peróxido de
hidrogênio (H2O2) ou permanganato de potássio (KMnO4)
apresenta-se como melhor seqüestrante de H2S do gás natural,
para então assim começarmos a montagem do sistema e
conseqüente realização dos experimentos.
Aplicação na Indústria
Com a eliminação do gás sulfídrico haverá uma
redução dos custos de operação e melhor
qualidade do óleo destinado à refinaria,
já que o mesmo causa corrosão em
tubulações, tanques e outros equipamentos
danificando suas superfícies internas.
Benefícios
Apresenta benefícios sociais, econômicos e ambientais.
 A redução dos custos de operação e melhor qualidade do
óleo destinado à refinaria devido a remoção do gás
sulfídrico, do gás natural, é um dos benefícios
econômicos.
 Assim como a redução no lançamento de contaminantes
nas águas (rios, lagos e mares) e no ar é considerado um
grande benefício ambiental.
 Como benefício social temos, a diminuição da emissão
de produtos causadores de doenças relacionadas aos
efeitos estufa e a chuva ácida, preservando a saúde e
segurança das pessoas que trabalham em operações
com petróleo e gás natural ou residem próximas a sua
exploração.
Agradecimentos